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摘要
针对电子器件非均匀发热问题，建立双梯形非均匀产热体三维稳态流动与传热模型，以最大温差与耗功率的复合函数为优化目标，基于COMSOL Multiphysics 5采用有限元方法，在不同产热分布条件下得到双梯形产热体内部冷却流道的最优构形，在此基础上分析非均匀产热系数、冷却流道入口宽高比和出口宽高比等参数对构形优化结果的影响。进一步，采用NSGA-II算法对该多目标问题进行优化并得到了不同产热分布条件下的Pareto最优解集。结果表明：以单自由度开展构形设计时，合理选择冷却流道直径可使产热体内的最大温差与耗功率取得最佳折中；非均匀产热系数的增大对于双梯形产热体结构演化的影响体现在冷却流道入口处宽度向小于出口处宽度变化的趋势；当冷却水入口处的宽度较大时，若盲目地增大产热非均匀性，则远离冷却水入口处的端点得不到有效散热，反而会造成对流传热性能的恶化。
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单位机电工程学院; 武汉工程大学
